資源描述：
《基于arm的熱敏電阻溫度計的設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于ARM的熱敏電阻溫度計的設計1引言隨著半導體技術的不斷發(fā)展，熱敏電阻作為一種新型感溫元件應用越來越廣泛。他具有體積小、靈敏度高、重量輕、熱慣性小、壽命長以及價格便宜等優(yōu)點。傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度計硬件上大多采用普通單片機(MCS-51系列)+A/D轉換器以及LED顯示模塊構成，分立元件多、功耗大、設計復雜且難以調試；軟件上也多采用冗長繁瑣的匯編語言來實現，設計效率低、可移植性差、性能難以保證。目前，嵌入式系統(tǒng)的應用已經進入到一個高、低端并行發(fā)展的階段，其標志就是32位微控制器的發(fā)展。ARM(AdvancedRISCMachines)是嵌入式系統(tǒng)應用比
2、較廣泛的一種32位微處理器核，具有體積小、功耗低、集成度高、硬件調試方便和可移植操作系統(tǒng)等優(yōu)點。為智能儀器向輕便化、智能化、微機一體化等方向發(fā)展提供了必要條件。由于電子技術的飛速發(fā)展，電子元器件的性價比不斷得到提高。本文采用32位的ARM7TDMI-S微處理器核MC14489進行溫度的實時顯示。2熱敏電阻溫度的轉換原理熱敏電阻是溫度傳感器的一種，他由仿陶瓷半導體組成。熱敏電阻(NTC)不同于普通的電阻，他具有負的電阻溫度特性，即當溫度升高時，其電阻值減小。圖1為熱敏電阻的特性曲線。熱敏電阻的阻值～溫度特性曲線是一條指數曲線，非線性較大，因此在使用時要
3、進行線性化處理。線性化處理雖然能夠改善熱敏電阻的特性曲線，但是比較復雜。為此，在要求不高的一般應用中，常做出在一定的溫度范圍內溫度與阻值成線性關系的假定，以簡化計算。使用熱敏電阻是為了感知溫度，給熱敏電阻通以恒定的電流，電阻兩端就可測到一個電壓，然后通過公式下面的公式可求得溫度：T為被測溫度；T0為與熱敏電阻特性有關的溫度參數；K為與熱敏電阻特性有關的系數；VT為熱敏電阻兩端的電壓。?根據這一公式，如果能測得熱敏電阻兩端的電壓，再知道參數T0和K，則可以計算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測的溫度，這樣就把電阻隨溫度的變化關系轉化為電壓隨溫度變化的關系
4、了。數字式電阻溫度計設計的主要工作，就是把熱敏電阻兩端電壓值經過A/D轉換成數字量送到單片機中，然后通過軟件方法計算出溫度值，再進行顯示、打印等處理。3硬件電路設計在電子技術迅猛發(fā)展的今天，一些功能強大的元器件價格不斷下降，使其性價比不斷得到提高，應用領域越來越廣泛。本文就是采用32位的ARM微處理器核LPC2142代替?zhèn)鹘y(tǒng)的805l單片機為控制核心，進行A/D轉換和溫度實時顯示。圖2為整個系統(tǒng)的結構原理圖。?熱敏電阻NTC串聯(lián)上一個普通電阻R，再接+5V電源，取RT兩端電壓，并送入微控制器LPC2142的AINl(P0．28引腳)通道進行A/D轉換
5、。轉換啟動方式以及轉換通道的選擇可通過設置ADC控制寄存器ADC0DR來實現。轉換的結果通過一個同步、全雙工串行SPI接口輸出到LED顯示驅動器MCl4489進行溫度的實時顯示。3．1ARM微控制器LPC2142簡介ARM7TDMI-S核是通用的32位微處理器核，采用馮．諾依曼結構，具有高性能和低功耗特性。ARM結構是基于精簡指令集計算機(RISC)原理設計的，指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多。．ARM7TDMI-S處理器使用流水線技術，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可以連續(xù)工作。這樣，使用一個小的、廉價的處理器核就可以非常容易地實現很
6、高的吞吐量和實時的中斷響應。ARM7TDMI-SCPU的微控制器，內嵌有64kB的高速FLASH存儲器和16kB的片內SRAM。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速器接口使32位代碼能夠在最高時鐘頻率下運行，對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30％，而其性能的損失卻很小。LPC2142內部帶有一個10位逐次逼近式A/D轉換器，其主要特性為：(1)6個引腳復用為輸入腳；(2)掉電模式；(3)測量范圍OV～Vref通常為3V，不超過VDDA電壓)；(4)每個轉換器包含一個可編程分頻器，可將時鐘調整至逐次逼近轉換所需的4
7、．5MHz(最大)。這樣，10位轉換時間大于或等于4．55μs；(5)一個或多個輸入的突發(fā)轉換模式；(6)可選擇由直接啟動、輸入跳變或定時器匹配信號觸發(fā)轉換；LPC2142內部還擁有一個硬件SPI(SerialPeripheralInterface)接口。他是一個同步、全雙工串行接口，最大數據位速率為時鐘速率的1/8，可配置為主機或者從機。3．2LED顯示驅動管理芯片MC14489MCl4489是美國MOTOROLA公司生產的串行接口LED顯示驅動管理芯片。其輸入端與系統(tǒng)主CPU之間只有3條I/0口線相聯(lián)，用來接收待顯示的串行數據。輸出端既可以直接驅
8、動七段LED顯示器，也可以驅動指示燈。MCl4489內部集成了數據接收/譯碼/掃描輸出/驅動顯示所需的全部電
